河南理工大學(xué)招待所高層結(jié)構(gòu)設(shè)計.doc

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《高層建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》 設(shè)計說明書 題 目：河南理工大學(xué)招待所結(jié)構(gòu)設(shè)計 姓 名： 程留全 班 級： 土木本13-4班 學(xué) 號： 321307020116 指導(dǎo)教師： 王永貴 2015年 1 月 16 日 河南理工大學(xué) 課程設(shè)計任務(wù)書 專業(yè)班級 建筑工程2011-02班 學(xué)生姓名 孫鵬飛 一、題目 河南理工大學(xué)招待所結(jié)構(gòu)設(shè)計 二、主要任務(wù)與要求 1、基本資料：六層框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸：開間尺寸4.0m，進(jìn)深尺寸軸線～5.4m， 軸線～軸線2.7m，層高：首層4.2m,二~六層3.3m。 2、設(shè)計內(nèi)容： 對一榀框架梁、柱或一片剪力墻進(jìn)行如下設(shè)計： ⑴.確定構(gòu)件（梁、柱）截面尺寸及計算簡圖； ⑵.進(jìn)行荷載計算； ⑶.進(jìn)行荷載作用下的內(nèi)力分析與側(cè)移驗算，繪制出內(nèi)力圖（或表）； ⑷.內(nèi)力組合； ⑸.框架梁、柱或剪力墻截面設(shè)計； ⑹.繪制結(jié)構(gòu)（梁、柱、墻）施工圖； 3、設(shè)計要求：設(shè)計說明書1套、結(jié)構(gòu)施工圖1套 河南理工大學(xué) 課程設(shè)計成績評定書 題目 河南理工大學(xué)招待所結(jié)構(gòu)設(shè)計 指導(dǎo)教師 年 月 日 目 錄 1.工程概況及設(shè)計條件 2.建筑主要用材及構(gòu)造要求 3.結(jié)構(gòu)總信息 3.1恒荷載計算 3.2活荷載計算 4.梁柱斷面類型 4.1梁斷面估算及選用 4.2柱截面估算及選用 5.標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置圖 5.1網(wǎng)格示意圖 5.2梁柱布置 6.荷載 6.1樓面荷載 6.2梁上荷載 6.3水平地震作用 7.主要分析結(jié)果 7.1恒荷載作用下 7.2樓面活荷載作用下 7.3水平地震作用下 7.4側(cè)移驗算 7.5軸壓比和減重比 8.一榀框架梁、柱的配筋圖 9.總結(jié)與分析 9.1列出所做內(nèi)容的大致操作流程及主要技術(shù)思路 9.2列出遇到的問題及解決的辦法 10.參考文獻(xiàn) 。 摘 要 本工程為河南理工大學(xué)招待所，建筑物占地面積648m2, 總建筑面積3888m2，總長為48m,總寬為13.5m。自然層數(shù)為6層,一層層高4.2m,二~六層層高為3.3米，建筑高度為21.3m。 樓面采用現(xiàn)澆混凝土樓面,板厚度為100mm,按雙向板布置。建筑等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0，抗震設(shè)防烈度為7度，結(jié)構(gòu)類型框架，耐火等級二級，屋面防水等級Ⅲ級，使用年限50年。建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級，結(jié)構(gòu)設(shè)計正常使用年限為50年。屋面活荷載0.5kN/m2，走廊樓面活荷載2.0kN/m2。 墻體做法：采用加氣混凝土砌塊，M5混合砂漿砌筑，內(nèi)粉刷為混合沙漿底，紙筋灰面，厚20mm，“803”內(nèi)墻涂料兩度。外粉刷為1：3水泥沙漿底，厚20mm， 涂刷白色丙烯酸涂料。 樓面做法：樓板頂面為20mm厚水泥沙漿找平，5mm厚1：2水泥沙漿加“107”膠水著色面層 ；樓板底面為15mm厚紙筋面石灰抹底，涂刷乳膠漆。 屋面做法：現(xiàn)澆板上鋪膨脹珍珠巖保溫層（檐口處厚100mm，2％自兩側(cè)檐口向中間找坡），1:2水泥沙漿找平厚20mm,三氈四油防水層,撒綠豆砂保護(hù)。 門窗做法：門為木門，窗為鋁合金門窗。 關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu) ，結(jié)構(gòu)分析，抗震設(shè)計 1. 工程概況及設(shè)計條件 本工程為河南理工大學(xué)招待所，建筑物占地面積648m2, 總建筑面積3888m2，總長為48m,總寬為13.5m。自然層數(shù)為6層,一層層高4.2m,二~六層層高為3.3米，建筑高度為21.3m。 工程地質(zhì)資料： （1）地表以下0.8m為雜填土，其下為粘性土，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fK =230 kN/m2,土質(zhì)均勻。 （2）地下水位在天然地表下5.5m，且無侵蝕性。 （3）建筑場地類別：Ⅱ類場地土。 本工程采用框架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)采用橫向承重體系。 氣象條件：當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向，夏季東南風(fēng)，冬季西北風(fēng)。 基本風(fēng)壓值：0.3 KN/m2。 基本雪壓值：0.3kN/m2。 氣溫：年平均氣溫25度，最高氣溫36度，最低氣溫為-5度。 雨量：年將水量1200mm，最大雨量200m/日。 相對濕度：最熱月平均濕度73% 。 樓面采用現(xiàn)澆混凝土樓面,板厚度為100mm,按雙向板布置。建筑等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0，抗震設(shè)防烈度為7度，結(jié)構(gòu)類型框架，耐火等級二級，屋面防水等級Ⅲ級，使用年限50年。 其他條件： （1）建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級，結(jié)構(gòu)設(shè)計正常使用年限為50年。 （2）屋面活荷載0.5kN/m2，走廊樓面活荷載2.0kN/m2。 2. 建筑主要用材及構(gòu)造要求 墻體做法：采用加氣混凝土砌塊，M5混合砂漿砌筑，內(nèi)粉刷為混合沙漿底，紙筋灰面，厚20mm，“803”內(nèi)墻涂料兩度。外粉刷為1：3水泥沙漿底，厚20mm， 涂刷白色丙烯酸涂料。 樓面做法：樓板頂面為20mm厚水泥沙漿找平，5mm厚1：2水泥沙漿加“107”膠水著色面層 ；樓板底面為15mm厚紙筋面石灰抹底，涂刷乳膠漆。 屋面做法：現(xiàn)澆板上鋪膨脹珍珠巖保溫層（檐口處厚100mm，2％自兩側(cè)檐口向中間找坡），1:2水泥沙漿找平厚20mm,三氈四油防水層,撒綠豆砂保護(hù)。 門窗做法：門為木門，窗為鋁合金門窗。 3. 結(jié)構(gòu)總信息 樓層及樓層參數(shù)表 自然層序號 結(jié)構(gòu)層序號 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)層號 層高 1 1 1 4.2 2 1 1 3.3 3 1 1 3.3 4 1 1 3.3 5 1 1 3.3 6 2 2 3.3 3.1 恒荷載計算 （1）屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 三氈四油綠豆砂 0.4kN/m2 100~140厚（2%找坡）膨脹珍珠巖 （0.1+0.14）/2*7=0.84kN/m2 100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.125=2.5kN/m2 15mm紙筋石灰抹底 0.01516=0.24kN/m2 小計：屋面恒荷載： 3.98kN/m2 （2）女兒墻施加在屋面梁的荷載： 0.6m高女墻自重 0.60.2419=2.74kN/m 粉刷 0.60.02216=0.38kN/m 小計：主梁傳來屋面自重 3.12kN/m （3）樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值 25mm厚水泥沙漿面層 0.02520=0.5kN/m2 100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.125=2.5kN/m2 15mm厚紙筋石灰抹底 0.01516=0.24kN/m2 小計：樓面恒荷載 3.24kN/m2 （4）樓面框架梁荷載標(biāo)準(zhǔn)值 墻體自重 3.30.206=3.84kN/m 小計：連系梁傳來樓面自重 3.84kN/m 3.2活荷載計算 屋面活荷載：0.5kN/m2 樓面活荷載：2.0 KN/m2 4. 梁柱斷面類型及尺寸 4.1 梁斷面估算及選用 一般情況下主梁跨度為5～8m。；框架結(jié)構(gòu)主梁截面高度為跨度的1/10～1/18；梁凈跨與截面高度之比不宜小于4。梁截面寬度為梁高的1/3～1/2，不宜小于200mm，梁截面高寬比不宜大于4。本結(jié)構(gòu)最大跨度為5.4m處，可采用250mm400mm截面的梁。 4.2 柱截面估算及選用 矩形截面柱的邊長，抗震設(shè)計時不宜小于300mm；圓柱截面直徑不宜小于350mm；柱截面高寬比不宜大于3。則可取柱的截面為400mm400mm。 5.標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置圖 5.1網(wǎng)格示意圖 5.2梁柱布置 第一、二、三結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層 6.荷載 6.1樓面荷載 樓面恒荷載和活荷載（一層） 屋面恒荷載和活荷載（頂層） 6.2梁上荷載 一層梁上荷載 頂層梁上荷載 6.3水平地震作用 7.主要分析結(jié)果 7.1恒荷載作用下 7.2樓面活荷載作用下 7.3水平地震作用下 7.3水平地震作用 Y向地震作用下彎矩 7.3.1梁線剛度的計算 在計算框架梁截面慣性矩I時考慮樓板的影響。在框架梁梁端節(jié)點附近，梁受負(fù)彎矩，頂部的樓板受拉，樓板對梁的截面抗彎剛度影響較?。欢诳蚣芰旱目缰?，樓板處于受壓，樓板對梁的截面抗彎剛度影響較大。本工程是現(xiàn)澆樓蓋，中框架取I=2I0，且要比對的部分為中間框架，故梁的線剛度的計算如表3-1所示 表3-1 框架梁的線剛度 位置 跨度 截面 mm I0=1/12bh ic=EI/h AB跨 5.4 0.250.4 0.0013 0.69 BC跨 2.7 1.38 CD跨 5.4 0.69 7.3.2柱線剛度的計算 框架柱的線剛度計算如表3-2所示 表3-2 框架柱的線剛度 軸線 層號 截面（mm） 層高h(yuǎn)（m） Ic=1/12bchc3 ic=EIc/h ABCD 2--6 0.40.4 3.3 0.0021 18.1 1 4.2 14.2 注：C25混凝土E=2.810?7kN/ m 7.3.3柱抗側(cè)剛度計算 層號 柱編號 ic K α D 2-6 A 18.1 0.38 0.16 3191 20742 B 18.1 1.14 0.36 7180 C 18.1 1.14 0.36 7180 D 18.1 0.38 0.16 3191 1 A 14.2 0.49 0.40 3864 18740 B 14.2 1.46 0.57 5506 C 14.2 1.46 0.57 5506 D 14.2 0.49 0.40 3864 7.3.4框架柱剪力計算 層號 水平荷載 層剪力 6 15 15 0.154 0.346 2.31 5.19 5 18 33 0.154 0.346 5.08 11.42 4 16 49 0.154 0.346 7.55 16.95 3 13 62 0.154 0.346 9.55 21.45 2 9 71 0.154 0.346 10.93 24.57 1 6 77 0.206 0.294 15.86 22.64 層號 () () K y K y 6 0.38 0.15 0 0 0 0.18 1.14 0.357 0 0 0 0.357 5 0.38 0.29 0 0 0 0.29 1.14 0.407 0 0 0 0.407 4 0.38 0.35 0 0 0 0.35 1.14 0.45 0 0 0 0.45 3 0.38 0.44 0 0 0 0.44 1.14 0.457 0 0 0 0.457 2 0.38 0.56 0 0 -0.03 0.53 1.14 0.50 0 0 0 0.50 1 0.49 0.755 0 0 0 0.755 0.57 0.715 0 0 0 0.715 7.3.5各板反彎點高度比 7.3.6各層柱端彎矩 層號 () () 6 0.594 1.37 6.25 1.178 6.11 11.01 5 0.957 4.86 11.90 1.343 15.34 22.35 4 1.155 8.72 16.19 1.485 25.17 30.76 3 1.452 13.87 17.64 1.508 32.34 38.44 2 1.848 20.20 15.87 1.65 40.54 40.54 1 3.171 50.29 16.32 3.003 67.99 27.10 7.3.7各層梁端彎矩 層號 () 6 6.25 3.67 3.67 6.25 7.34 7.34 5 13.27 9.49 9.49 13.27 18.98 18.98 4 21.05 15.37 15.37 21.05 30.74 30.74 3 26.36 21.20 21.20 26.36 42.40 42.40 2 29.74 24.29 24.29 29.74 48.58 48.58 1 36.52 22.55 22.55 36.52 45.10 45.10 經(jīng)過比較，手算所得結(jié)果與計算機(jī)所得結(jié)果在誤差范圍內(nèi)基本一致 7.4側(cè)移驗算 7.5軸壓比和剪重比 一層軸壓比檢驗 頂層軸壓比檢驗 8總結(jié)與分析 9.1列出所做內(nèi)容的大致操作流程及主要技術(shù)思路 PMCAD:繪制網(wǎng)格---網(wǎng)格生成---形成網(wǎng)點---構(gòu)件定義---梁柱斷面---樓層定義---換標(biāo)準(zhǔn)層---梁、柱布置---本層信息（本層修改）---荷載定義----樓層組裝 SETWE:PMCAD---接PM生成數(shù)據(jù)---結(jié)構(gòu)分析---構(gòu)件配筋---次梁及內(nèi)力配筋---結(jié)果分析及檢查。 9.2列出遇到的問題及解決的辦法 ⑴.PKPM輸入荷載時候會把荷載計算錯誤，導(dǎo)致幾個小時的工作前功盡棄，在計算梁間荷載時錯將半間荷載多算了一遍； ⑵.計算書流程不了解，通過截圖并運用軟件小技巧改變背景顏色及線性顏色將有關(guān)圖片顏色變深，并插入文檔； ⑶.運用D值法計算水平地震作用時出現(xiàn)個別小錯誤后經(jīng)仔細(xì)檢查后改正。 參考文獻(xiàn) [1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002年 [2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002年 [3]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2001[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002 [4]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002年 [5]建筑構(gòu)造通用圖集[S].華北地區(qū)建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化辦公室，西北地區(qū)建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化辦公室 [6]梁興文、史慶軒、童岳生編著，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1991年.69-91 [7]建筑結(jié)構(gòu)手冊[S].成都：四川科技出版社,1994年 [8]98J建筑構(gòu)造通用圖集[S].北京：清華大學(xué)出版社 [9]地基及基礎(chǔ)[M]. 中國建筑工業(yè)出版社， 2002年7月.115-169 [10]混凝土結(jié)構(gòu)[M]. 中國建筑工業(yè)出版社， 2001年6月.69-109 [11]龔思禮主編，建筑抗震設(shè)計手冊[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社 ， 2002年8月 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